用于修改多模光纤制造过程的方法_4

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3光学dB或6电学dB处的频率)。以此方式对于以多个波长中的每个发射的光确定多模测试光纤162的带宽。例如,可对于以第一波长λ 射的光确定多模测试光纤162的第一带宽BWl。然后,可对于以第二波长λ 2发射的光确定多模测试光纤162的第二带宽BW2。然后,可对于以第二波长λ 3发射的光确定多模测试光纤162的第三带宽BW3。一旦在每个所需波长处确定了带宽,就确定了拟合多个波长与多个相应的带宽的带宽函数。在一些实施例中,带宽函数可从用于多模光纤的高斯模型来导出。然后从该带宽函数将多模测试光纤162的测量峰值波长确定为使该带宽函数达到最大值的波长。
[0061]因此,应该理解,图5中示出的以及上文描述的多模光纤峰值波长确定系统160可操作来:从耦合到多模测试光纤162的至少一个光源以多个波长发射光;对于以多个波长发射的光确定多个相应的模式带宽;确定拟合该多个波长与该多个相应的带宽的带宽函数;然后将多模测试光纤162的测量峰值波长确定为使带宽函数达到最大值的波长。
[0062]2.基于差分模式延迟测暈来确定测暈峰值波长
[0063]在一些实施例中,可通过多模光纤峰值波长确定系统160对多模测试光纤162测量差分模式延迟数据而多模测试光纤162的测量峰值波长可基于所测的差分模式延迟数据来确定。例如,可在多模测试光纤162上实现差分模式延迟测试并且可获得原始差分模式延迟数据。差分模式延迟数据可包括(D,r)对,其中D是时间延迟而r是从多模测试光纤162的中心线的径向位移。差分模式延迟数据可被拟合为形式D = a+(b*r/R) 2的函数,其中a与b为常数而R是用于获得差分模式延迟数据的最大径向位移(例如27 μπι)。根据以下方程,这种曲线的“弯曲DMD斜率”系数与测量峰值波长λ pj ?成比例:λ pj测量=Fix(850 - (dDMD斜率*(255/1)))。使用最小二乘加权法,最佳拟合线的斜率可用(r/R) 2来计算。从计算的斜率来计算测量峰值波长Ap,aa。
[0064]—旦利用多模光纤峰值波长确定系统160确定了多模测试光纤162的测量峰值波长,就确定了目标峰值波长与测量峰值波长之间的差异。例如,差异Δ λρ可被确定为Δ λ ρ
=λ P,目标λ P,测量。
[0065]制造多模光纤的过程然后基于目标峰值波长与测量峰值波长之间的差异来修改。在一些实施例中,制造多模光纤的过程通过调节至少一个拉制过程参数来修改。调节的拉制过程参数可包含拉制炉的温度、多模光纤的拉制速度或多模光纤的机械施加的拉制张力。
[0066]制造多模光纤的过程可被修改以获得与目标峰值带宽相关联的所需拉制张力。例如在一些实施例中,制造多模光纤的过程可根据以下方程通过调节拉制张力来修改:Δ λρ= c*ATg,其中ATg是拉制张力调节量而△ λ ρ是目标峰值波长与测量峰值波长之间的差异。拉制张力调节可通过调节拉制炉114的温度或调节光纤收线系统140的拉制速度来实现。通常,拉制炉114的温度的上升将引起拉制张力的降低而拉制炉114的温度的降低将引起拉制张力的增大。通常,光纤收线系统140的拉制速度的增大将引起拉制张力的增大而光纤收线系统140的拉制速度的降低将引起拉制张力的降低。
[0067]在一些实施例中,当目标峰值波长与测量峰值波长之间的差异超过阈值时,修改制造多模光纤的过程。在一个实施例中,当目标峰值波长与测量峰值波长之间的差异超过阈值时,通过停止制造多模光纤的过程来修改制造多模光纤的过程。例如在一个实施例中,多模光纤可被要求满足特定波长(例如850nm)处的带宽要求以被表征为特定质量等级的光纤(例如0M4光纤)。在其他实施例中,多模光纤可被要求具有1300nm处满溢发射条件的阈值(例如500MHz*km)以上的带宽以被表征为合格光纤。当目标峰值波长与测量峰值波长之间的差异超过确定的阈值时,可确定光纤将不满足带宽要求并且可停止光纤的生产,由此减少由生产缺陷光纤导致的浪费。
[0068]在一些实施例中,制造多模光纤的过程可被停止而在制造多模光纤的过程被修改之后可重新开始制造多模光纤的过程。例如在一些实施例中,可从拉制的多模光纤20分离出多模光纤测试段。分离的多模光纤测试段然后可被耦合到多模光纤峰值波长确定系统160 (例如经由机械接合或熔接)从而确定分离的光纤的峰值波长。一旦分离的光纤的测量峰值波长被确定,就可确定目标峰值波长与测量峰值波长之间的差异,可基于该差异来修改过程(例如通过调节张力),以及可在修改了过程之后重新开始该过程。
[0069]在一些实施例中,纤芯坯体可被形成。多个纤芯棒(例如四个)可从纤芯坯体拉制。从相同的纤芯坯体拉制的纤芯棒(有时被称为“姐妹棒”)通常共享相似的物理性质。可从纤芯坯体的第一棒拉制多模光纤,该拉制过程可基于第一棒的测量峰值波长来调节,以及在制造多模光纤的过程被修改之后可从纤芯坯体的第二棒拉制额外的多模光纤,从而第二棒将具有更接近目标峰值波长(与所得性能特征)的峰值波长(和所得性能特征)。例如,纤芯坯体可被分离为多个纤芯棒。可从纤芯坯体的第一棒拉制第一多模光纤。从该第一棒拉制的第一多模光纤然后可被耦合到多模光纤峰值波长确定系统160。该第一多模光纤的测量峰值波长可通过多模光纤峰值波长确定系统160 (例如通过使用本文详细描述的多波长测量技术或差分模式延迟技术)来确定。至少一个拉制过程参数(例如拉制炉114的温度、光纤收线系统140的拉制速度、拉制张力等)可基于目标峰值波长与测量峰值波长之间的差异来调节,或者可使用经调节的拉制张力(例如第二纤芯棒、第三纤芯棒和第四纤芯棒)来拉制一个或多个额外的纤芯棒(例如第一纤芯棒的姐妹棒)。
[0070]应该理解,本文所述的方法可基于测量峰值波长来修改多模光纤制造过程以生产在所需等级或在所需等级之上具有一致的性能特征的多模光纤。例如,本文所述的方法可基于目标峰值波长与测量峰值波长之间的差异通过以生产更接近目标峰值波长的光纤且由此拥有增强的带宽特征的方式调节拉制张力来修改多模光纤制造过程。这样的制造过程可避免浪费光纤和避免生产低质量光纤。
[0071]以下示例将帮助进一步理解权利要求的主题。然而应该理解,权利要求的主题无论如何不被以下示例所限制。
[0072]示例I
[0073]在一个示例中,以不同的拉制张力拉制数个多模光纤;确定四个拉制的多模光纤中的每个的测量峰值波长;建立定义了拉制张力与峰值波长之间关系的函数;确定拉制的光纤的测试段的测量峰值波长;确定测试段的目标峰值波长与测量峰值波长之间的差异;以及基于该目标峰值波长与该测量峰值波长之间的差异来修改制造多模光纤的过程,如将进一步详细地在下文中描述。
[0074]如上所述,在此示例中,以不同的拉制张力拉制了数个多模光纤。以大约每分钟70米的拉制速度拉制四个多模光纤。通过调节拉制炉的温度来调节四个多模光纤中的每个的拉制张力。具体地,以54g的张力拉制第一多模光纤(对应于2080°C的拉制炉温度);以63g的张力拉制第二多模光纤(对应于2030°C的拉制炉温度);以89g的张力拉制第三多模光纤(对应于1980°C的拉制炉温度);以147g的张力拉制第四多模光纤(对应于1930°C的拉制炉温度)。每次张力通过调节拉制炉的温度而调节,根部微微改变导致了拉制速度变化。大约2-3分钟之后,拉制速度稳定在大约每分钟70米。在拉制速度稳定之后,大约500米的多模光纤被拉制且被分离以用于耦合到多模光纤峰值波长确定系统160。
[0075]通过多模光纤峰值波长确定系统160确定了四个拉制的多模光纤中的每个的测量峰值波长。具体地,以多个波长(810nm、850nn^P890nm)发射的光被耦合到多模光纤中的每个内并且确定了每个光纤在每个波长处的带宽。从四个光纤中的每个的带宽-波长对确定了拟合带宽-波长对的四个单独的带宽函数,如图2所示。四个光纤中的每个的测量峰值波长被确定为图2中示出的使相应的带宽函数达到最大值的波长。以147g拉制的光纤的测量峰值波长被确定为731.9nm。以89g拉制的光纤的测量峰值波长被确定为782.49nm。以63g拉制的光纤的测量峰值波长被确定为854.95nm。以54g拉制的光纤的测量峰值波长被确定为861.6nm。
[0076]一旦确定了四个光纤中的每个的测量峰值波长,通过对四个光纤中的每个拟合测量峰值波长与拉制张力数据就建立了定义拉制张力与峰值波长之间关系的函数,如图3所示。例如,图3的拟合线可由方程λρ= c*Tg+d来描述,其中Tg是拉制张力而λ ρ是峰值波长,c大约为-1.42而d大约为33.69。尽管图3中示出的峰值波长与张力的关系是拟合线,应该理解在其他实施例中,峰值波长与拉制张力之间的关系可以不是线性函数,诸如在峰值波长与拉制张力是通过非线性函数或查找表相关联的实施例中。此外应该理解,可定义函数或关系以将峰值波长与拉制炉的温度或直接地或间接地影响拉制张力的其他过程参数相关联。此外应该理解,拉制张力与峰值波长之间的特定关系可基于预制件的特征、拉制系统的组件、环境情况、拉制过程参数等而变化,但是对于任何条件集,可以以上文所述的方式确定拉制张力与峰值波长之间的特定关系。
[0077]—旦建立了拉制张力与峰值波长之间的关系(在此特定情况下,λρ=-1.42*Tg+d),就确定了拉制的光纤的测试段的测量峰值波长;确定了测试段的目标峰值波长与测量峰值波长之间的差异;以及基于目标峰值波长与测量峰值
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